【摘 要】
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我国现在枪械装备中的枪管寿命,已经满足不了现代部队训练以及作战能力的需要,通常需要备份枪管来满足枪械的使用,这对成本、枪械机动性、后勤等方面带来了挑战。同时,枪管的寿命对自动化武器沿着高初速度、高精度的发展带来影响,而枪管寿命的提高可以从枪管材料,优化枪、弹、药匹配设计及制造工艺,枪管内膛表面处理技术来进行研究。针对枪管内膛镀铬表面处理中,固有裂纹引发的烧蚀磨损和Cr6+带来的环境污染问题,本文采
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我国现在枪械装备中的枪管寿命,已经满足不了现代部队训练以及作战能力的需要,通常需要备份枪管来满足枪械的使用,这对成本、枪械机动性、后勤等方面带来了挑战。同时,枪管的寿命对自动化武器沿着高初速度、高精度的发展带来影响,而枪管寿命的提高可以从枪管材料,优化枪、弹、药匹配设计及制造工艺,枪管内膛表面处理技术来进行研究。针对枪管内膛镀铬表面处理中,固有裂纹引发的烧蚀磨损和Cr6+带来的环境污染问题,本文采用新型QPQ盐浴复合技术对某新型枪管材料进行处理并分析,该研究将对枪管精度、寿命的提高,以及对装备可靠性、战场生存能力和环境适应性等提供一定的参考价值。本次研究的主要内容如下:（1）从以往大量的试验中,选择最合适的盐浴渗剂,并选用一定量的氯化镧、氯化钇、碳酸钇稀土催渗化合物对试样进行前期催渗效果检验,保持渗氮温度、渗氮时间以及氰酸根含量的不变,根据化合物层厚度选择出效果最优的碳酸钇稀土化合物。（2）对渗层厚度、金相组织、显微硬度、脆性、相组织形态等进行分析发现:经过盐浴处理后的试样,在相对高温550℃时表现更佳,达到68μm的化合物层和108μm的总渗层厚度;化合物层致密且均匀,由表及里依次是氧化膜,疏松层,化合物层,扩散层;显微硬度测试发现相对低温490℃与相对高温550℃的表面硬度在基体上分别增加了2.75倍和2.89倍;脆性测试表明,相对低温490℃处理后的试样脆性等级为1级,相对高温550℃处理后的试样脆性等级为2级;相对低温490℃和相对高温550℃盐浴复合处理后试样的物相相同,其中相对高温550℃处理后试样的各物相含量更高,主要是ε(Fe2-3N)、（?）’（Fe4N）、Fe3O4和Cr N相,且试样经过QPQ盐浴处理后,衍射峰向小角度偏移并发生宽化,这是由于渗氮过程造成晶格常数增大和晶粒细化的原因。（3）使用电化学工作站、高温摩擦磨损试验机分析相对低温490℃和相对高温550℃盐浴复合处理后试样的耐腐蚀性能和摩擦磨损性能。发现处理后试样的腐蚀电位Ecorr降低,这是由于Cr N的析出,抑制了金属表面钝化膜的形成,导致试样耐蚀性降低;在磨损试验中,磨损温度越高,磨损性能表现越好,在常温磨损时490℃处理后试样性能较好,在高温摩擦磨损时550℃试样磨损性能较好。未处理试样进行磨损时,常温磨损主要是粘着和磨粒磨损机制,高温磨损时还伴有氧化磨损机制;490℃和550℃处理后试样在常温和高温的磨损机制主要为粘着和氧化磨损。
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